降钙素原在颅脑术后颅内感染中的研究现状及进展

荆泽林，张俊义，王建军

（1.内蒙古包头医学院，内蒙古 包头 014060；2.内蒙古鄂尔多斯市中心医院神经外科，内蒙古 鄂尔多斯 017000）

0 引言

近年来，降钙素原逐渐被认为是早期感染的生物标志物，并且可指导抗生素的运用[2-3]。降钙素原作为降钙素的前体物质，当机体在炎性刺激下可由不同器官、不同细胞中产生并显著升高。周振军[4]发现降钙素原在颅脑术后颅内感染患者的血清中、脑脊液中都有不同程度的升高并具有一定的诊断价值。戴晶[5]等人通过对颅脑术后颅内感染患者的外周血白细胞、外周血PCT、脑脊液白蛋白、脑脊液白细胞、脑脊液PCT连续观察后发现，当脑脊液阳性阈值为0.1ng/mL时，其诊断颅内感染的敏感性高达97.19%、特异性为91.37%，准确性为95.56%，诊断价值最高。Y.YU[6]发现，相比其他诊断指标，脑脊液PCT和血清PCT更具有优势。相关研究显示我国颅脑术后颅内感染的发生率约为4.24%[7]，病死率高达10%以上，病原菌主要以G+菌为主，感染患者往往治疗周期长且花费高、预后差。目前，虽然国内外学者一致认为脑脊液培养阳性是诊断颅内感染的金标准，但细菌培养所需时间较长，培养阳性率低，临床上大都依据患者的病史、临床症状、体征以及脑脊液常规、生化及血常规等指标指导临床工作，而临床工作中我们发现感染患者的症状、体征表现并不一定典型，颅脑术后脑脊液化验则往往异常，这给临床的诊疗工作带来了极大的困扰。降钙素原的发现为颅脑术后颅内感染患者的诊疗提供了新的契机，因此本文就降钙素原的近期研究及其对颅脑术后颅内感染的诊疗价值做一综述。

1 降钙素原（Procalcitonin, PCT）的分子结构及来源

PCT由11号染色体（11p15.4）上单拷贝降钙素Ⅰ基因编码，是无激素活性的降钙素前肽蛋白，并由116个氨基酸构成，其蛋白质氨基酸序列包括由57个氨基酸残基组成的氨基末端，33个氨基酸降钙素肽，21个氨基酸的羧基末端，分子量约为13KD。众所周知，正常情况下降钙素原主要由甲状腺C细胞产生，但也有学者发现，在甲状腺全切的严重感染患者血清中PCT仍会明显升高[8]。Müller B等研究发现，血浆PCT显著升高的脓毒症动物包括人类外周血白细胞中的PCT表达并不高，甚至是白细胞几乎完全消灭的化疗患者，当其发生脓毒症时，血清中仍可检测到较高水平的PCT，提示脓毒症时外周血白细胞并非PCT的主要来源，机体组织细胞（肝、肺、肾、脂肪以及肌肉等）可能是全身炎症反应时PCT的主要产生来源。Dandona P等人通过对正常人静脉注射小剂量内毒素发现2h后便可在血清中检测到PCT，在6～8h快速增高，12～48h达到浓度的峰值，在48h以后逐渐下降并恢复至正常，该试验提示内毒素的产生对PCT有着诱导和刺激作用。总之病理情况下，PCT的来源并不确切，有待进一步探讨。

2 PCT的代谢特点

正常情况下，外周血中PCT含量非常低（＜0.05ng/mL），当机体受到细菌感染或刺激时，其含量会迅速升高，当发生严重细菌感染、脓毒症、和MODS时，PCT的含量升高非常明显，且其升高的程度和感染的严重程度呈显著的正相关。有学者认为是感染物质激活了PCT的调控基因，从而激活了PCT的转录，使其在血液中的含量增多。也有其他学者认为正常时PCT的转录被抑制因子所抑制，当机体受到感染时，抑制因子被水解，从而引起PCT的转录。目前普遍认为，LPS，白介素（IL）-1、（IL）-2、（IL）-6、和肿瘤坏死因子-ɑ（TNF-ɑ）对PCT的产生有着诱导作用，当机体接触这些物质后，便会迅速产生PCT。PCT在体内的半衰期约为25～30h，而其含量的下降取决于其在血浆中的衰减和新生成PCT之间的平衡。据目前研究其清除途径及机制并不十分明确，PCT很少经肾脏排除，血浆PCT的肾脏清除率小于1mL/min，具体清除机制有待进一步探讨。

3 PCT的检测方法

3.1 双抗夹心免疫荧光法

该方法操作简单，敏感性高，特异性强，检测时运用两种不同的单克隆抗体（降钙素抗体、抗钙素抗体）分别结合在PCT的相应位点，其中降钙素抗体作为示踪抗体，而未经标记的抗体固定于试管内壁，两个抗体同PCT相结合，从而形成一种“夹心复合物”，其发光部分位于试管表面，荧光信号的强度与标本中PCT的浓度成正比，根据荧光强度，测量出荧光标记物的含量，然后与已知的标准曲线进行对比，即可得到标本中PCT的含量。

3.2 放射免疫法

此种方法不仅仅能够检测到血清中游离的PCT，还可以检测到结合型PCT以及降钙素基因相关肽前体，其主要原理是运用人工合成的含有57个氨基酸部分制成R2B7多克隆抗体直接作用于PCT的57个氨基酸部分对PCT含量进行测定，但此种方法无法对游离型PCT，结合型PCT、降钙素基因相关肽前体进行鉴别，而且检测时间长，并具有放射性，临床运用并不普及。

3.3 金标法

该方法利用一种专门制备好的PCT-Q检测卡，方便快捷，不依赖仪器，30min便可得到结果，适用于床旁检测。检测时首先将分离好的血浆滴入反应孔中，使血浆中的PCT与一种金标单克隆抗体结合形成抗原抗体复合物，该反应物在虹吸作用下在反应膜上进行移动，当其通过观察区时再次与固定的抗-降钙素抗体结合形成一种“夹心复合物”。当标本中PCT的含量大于0.5ng/mL时，该复合物便会呈现红色带，颜色的深浅与PCT的浓度成正比，再通过与标准比色版比较，即可得出标本PCT的浓度范围。临床上其值大于0.5ng/mL时怀疑感染，大于2ng/mL时，考虑细菌感染，当存在严重细菌感染时，其值通常大于10ng/mL。

3.4 透射免疫浊度法

该方法主要是利用标本中PCT与试剂中的PCT单抗进行反应，使反应液浑浊度增加，而在一定浓度范围内，标本中的PCT浓度与浊度呈线性正比，然后利用生化分析仪在600nm波长处测定反应液的吸光度值，反应液的吸光度值与PCT浓度成正比，由此得到PCT的浓度值。

3.5 其他方法

包括凝胶层析法、高效液相色谱分析法等，这两种方法检测结果精确，但是非常耗时，而且费用昂贵，在临床上很少使用。

4 PCT在颅脑术后颅内感染中的应用

4.1 PCT的对颅脑术后颅内感染的诊断价值

目前临床上判别颅内感染的方法主要通过脑脊液化验，观察脑脊液白细胞数以及糖、蛋白质含量变化，其他的也有通过外周血CRP、白细胞、心率、体温等等，但上述指标均易受多种因素影响，并不具有特异性。脑脊液培养是颅内感染诊断的金标准，然而脑脊液培养阳性率低，培养时间长，且需多次培养，无法及时对颅内感染做出诊断和治疗。目前国内外学者对于颅内感染患者脑脊液PCT研究并不多，脑脊液PCT在颅内感染患者中的表达结果也并不相同。我国周振军[9]等人在一项对照研究中发现，感染组中患者的脑脊液PCT水平、血清PCT水平、及脑脊液白细胞计数均高于非感染组，差异具有统计学意义（P＜0.05），且三者成正相关性，而与外周血白细胞无明显相关，并通过比较以脑脊液PCT的敏感性和特异性最高。武元星[10]等人通过对颅脑术后患者脑脊液PCT和血清PCT的连续观察发现，术后第1天感染组和非感染组脑脊液PCT水平无统计学差异（P＞0.05），术后第3天感染组脑脊液PCT明显高于非感染组（P＜0.05）随后两组脑脊液PCT无明显差异；两组术后血清PCT均呈下降趋势，但术后第1、5、7天观察组血清PCT明显高于对照组（P＜0.05）类似的研究，不同的结果，其中差异可能与手术创伤导致PCT应激性增高，手术过程中血脑屏障不同程度的破坏，导致血液中的PCT通过血脑屏障而使脑脊液中的PCT含量增高有关[11]。其他的影响因素包括围手术期抗生素的预防性运用，合并其他部位的感染，细菌性与非无菌性、无菌性的感染等均可不同程度影响脑脊液PCT与血清PCT的含量变化[12]。

4.2 鉴别细菌感染和非细菌感染

颅内感染是开颅手术之后最为严重的并发症之一，临床以细菌性感染最为常见，常引起急性细菌性脑膜炎、脑室炎和脑脓肿[13-14]。患者手术时间较长、开放性伤口、术中大失血、留置各类引流管、人工材料的植入、并发脑脊液漏以及患者高龄，本身存在糖尿病、高血压病等基础性疾病均是开颅术后并发颅内感染的危险因素[15]。虽然国内外学者关于颅脑术后颅内微生物感染的鉴别诊断并不多，大多数研究集中在儿童原发性细菌和病毒性脑膜炎鉴别中，但面对颅脑术后颅内感染的鉴别诊断仍有参考价值。目前国内外大量研究已经证实，机体在受到细菌感染时血清PCT会明显升高，而面对非细菌感染，尤其是病毒感染时，PCT则不升高或升高不明显。

4.3 指导抗生素运用

目前临床上有关颅脑术后颅内感染的初始治疗大多数仍然停留于经验性用药阶段。当怀疑患者存在感染时，首先留取相关标本进行细菌培养，然后及时进行经验性用药，药物使用一般首选易通过血脑屏障的杀菌剂，且通常使用药物允许最大剂量及疗程，药物使用72h疗效不佳者，考虑调整用药，其中，有关抗生素的起始运用，使用时间，何时停药等一系列问题仍然缺乏相关指标进行指导。然而，目前研究发现，PCT在指导抗生素运用方面具有重要指导价值。临床医师可根据患者PCT变化水平，同时结合临床表现来决定是否启用抗生素。当PCT＜0.25ng/mL时，一般可排除细菌感染，不推荐使用抗生素；当0.25ng/mL≤PCT＜0.5ng/mL时，认为可能存在细菌感染，可以连续检测PCT含量变化，若PCT持续增长或≥0.5ng/mL时，考虑细菌感染，强烈推荐使用抗生素。

5 小结

经过多年的研究，PCT作为一种新型的炎性指标，在感染性疾病的诊断，鉴别诊断，指导抗生素运用等方面得到了广泛认可，同样该炎性因子的作用在颅脑术后颅内感染的诊疗过程中同样适用。与传统指标相比PCT具有稳定、灵敏度高、特异性高等优势，但亦有其局限性，PCT在非感染性疾病中也会升高，包括重大手术、创伤、冠心病、胰腺炎、中毒、自身免疫性疾病等。因此，临床运用中仍需结合患者病史、详细的体格检查以及其他炎性指标才能获得最准确的判断。